[發(fā)明專利]一種無線多跳網(wǎng)絡(luò)中測量節(jié)點(diǎn)可用帶寬的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811590301.9
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109842889B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄺建
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東外語外貿(mào)大學(xué)
• 主分類號: H04W16/22
• 分類號: H04W16/22;H04W24/08;H04W40/22;H04W40/24
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李盛洪

本發(fā)明公開了一種無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于馬爾科夫模型的節(jié)點(diǎn)可用帶寬測量方法，該發(fā)明針對現(xiàn)有測量方法準(zhǔn)確性不足或者需要額外資源消耗的缺陷，提出一種基于馬爾科夫鏈模型的節(jié)點(diǎn)可用帶寬測量方法。該方法為節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)建立馬爾科夫鏈模型，節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)分為三類：“空閑”、“發(fā)送”和“干擾”；節(jié)點(diǎn)在某個(gè)時(shí)刻工作在一個(gè)狀態(tài)，在下一時(shí)刻可以跳轉(zhuǎn)到其它的工作狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)符合時(shí)間馬爾科夫性質(zhì)；通過統(tǒng)計(jì)的方法獲得或者計(jì)算出包括狀態(tài)跳轉(zhuǎn)概率、節(jié)點(diǎn)處于某個(gè)狀態(tài)的概率等模型參數(shù)；最后，計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確可用帶寬。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線多跳網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體涉及一種無線多跳網(wǎng)絡(luò)中測量節(jié)點(diǎn)可用帶寬的方法，更具體的涉及了基于馬爾科夫鏈模型，對無線多跳網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可用帶寬進(jìn)行準(zhǔn)確測量的方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也越來越多。其中，包括語音和視頻等多媒體應(yīng)用正在越來越受到網(wǎng)民的歡迎。另一方面，通過無線方式連接互聯(lián)網(wǎng)正在成為普遍流行的方式。

網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用需要網(wǎng)絡(luò)提供很高的服務(wù)質(zhì)量(QualityofService，QoS)支持。因此在網(wǎng)絡(luò)中傳輸多媒體應(yīng)用需要網(wǎng)絡(luò)預(yù)留帶寬等資源，然而計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的可用帶寬資源一直是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中的一個(gè)難點(diǎn)問題，特別是在無線多跳網(wǎng)絡(luò)這種拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性較高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

目前在無線多跳網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算節(jié)點(diǎn)的可用帶寬大概有兩類方法：主動(dòng)測量和被動(dòng)測量。主動(dòng)測量的方法需要節(jié)點(diǎn)發(fā)送一些探測幀，用于探測網(wǎng)絡(luò)中的帶寬情況，從而計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)中還能容忍的新注入的流量情況；被動(dòng)測量不需要向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送探測幀，而是通過監(jiān)測的方式，用統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的帶寬情況。

然而無論是主動(dòng)測量或者被動(dòng)測量都存在一定的問題。主動(dòng)測量出的可用帶寬一般相對于被動(dòng)測量較準(zhǔn)確，但是主動(dòng)測量需要發(fā)送一些探測幀，而探測幀本身會(huì)消耗一些網(wǎng)絡(luò)帶寬資源；被動(dòng)測量不用發(fā)送探測幀，因此它沒有額外的帶寬消耗，然而被動(dòng)測量通過統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算的可用帶寬可能會(huì)存在不準(zhǔn)確的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，為無線多跳網(wǎng)絡(luò)提出一種基于馬爾科夫鏈模型的節(jié)點(diǎn)可用帶寬測量方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種無線多跳網(wǎng)絡(luò)下基于馬爾科夫鏈模型的節(jié)點(diǎn)可用帶寬測量方法，所述的可用帶寬測量方法包括以下步驟：

S1、將無線多跳網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間的工作狀態(tài)用馬爾科夫鏈進(jìn)行建模，過程如下：無線多跳網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)分為“空閑”、“發(fā)送”和“干擾”，其中，“空閑”記為狀態(tài)“0”，“發(fā)送”記為狀態(tài)“1”，“干擾”記為狀態(tài)“2”；

將節(jié)點(diǎn)j在時(shí)刻t，處于狀態(tài)“0”、“1”和“2”的概率分別記為：α_t(j,0)、α_t(j,1)和α_t(j,2)＝1-α_t(j,0)-α_t(j,1)；

將節(jié)點(diǎn)j從狀態(tài)“k”轉(zhuǎn)移到狀態(tài)“1”的概率記為p_j,k，其中，k＝0，1或者2；

將節(jié)點(diǎn)j在鄰居節(jié)點(diǎn)“空閑”的狀態(tài)下發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的概率記為q_j，在鄰居節(jié)點(diǎn)“空閑”的狀態(tài)下不發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的概率記為q′_j＝1-q_j；

S2、基于馬爾科夫鏈模型中，采用以下公式計(jì)算節(jié)點(diǎn)j的可用帶寬AB(j)為：

AB(j)＝α_t(j,0)*DR_j， (1)

其中，DR_j為節(jié)點(diǎn)j的發(fā)送速率。